Scientific journal
Scientific Review. Biological science
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

THE CHARACTERISTICS OF THE ECOSYSTEM COMPONENTS OF TAMBOV PLAIN AND THEIR ELEMENTAL COMPOSITION

Anichkina N.V. 1
1 Lipetsk State Pedagogical University
This article discusses the components of ecosystems of Tambov plain which is the central and southern part of the Oka-Don lowland. It is located in the center of the East European platform. The crystalline basement is Archean and Proterozoic, on which rocks of the Devonian system are deposited, represented mainly by limestone, dolomite, marl and sandstone and clay. With Paleozoic sediments major aquifers are connected – both fresh and mineral. The characteristic landforms are steppe depressions. In some parts of the west and south, they occupy up to 14,5 % of land area. Climate change from northwest to southeast in the direction of strengthening continentality causes a corresponding restructuring of the soil cover and vegetation. Forest-steppe landscape zone changes in southeast by the treeless steppe. The article provides the elemental composition of the landscape components.
geology
topography
climate
plain
surface water
groundwater
vegetation
soil-forming rocks
soil

Центральная и южная часть Окско-Донской низменности, территориально расположенной в Тамбовской и частично, Рязанской и Воронежской областях называется Тамбовская равнина. Она дренируется рекой Цна с притоками, реками Доном, Воронежем, Битюгом. Здесь преобладают лесостепные ландшафты с черноземными и серыми лесными почвами.

Геологическое строение

Тамбовская низменность расположена в центре Восточно-Европейской платформы (Русской). Кристаллический фундамент платформы архейского и протерозойского возрастов сложен преимущественно магматическими (гранитами) и метаморфическими (гнейсами, кварцитами, кристаллическими сланцами и др.) породами. Поверхность фундамента в пределах рассматриваемого региона сильно наклонена к северо-востоку (например, глубина его в рабочем поселке Токаревка 346 м, а селе Пересыпкино – более 2000 м от поверхности). Основание платформы разбито трещинами на отдельные глыбы, каждая из которых на протяжение длительной и сложной геологической истории самостоятельно поднималась и опускалась, что нашло отражение в строении осадочного чехла платформы и в современном рельефе области.

На кристаллическом фундаменте сразу залегают породы девонской системы, представленные преимущественно известняками, доломитами, мергелями, а также песчаниками и глинами. Породы девона залегают наклоном к востоку, северо-востоку. Они обнажаются рекой Иловай на западе Тамбовской области, а на северо-востоке вскрываются только скважинами на глубине 250–300 м. К востоку нарастает и мощность каждого из слоев девонских отложений. Каменноугольные известняки и глины встречаются на севере и северо-востоке, образуя толщу около 40–60 м на глубине 200–250 м от поверхности (А.Д. Архангельский, 1947).

С палеозойскими отложениями связаны основные горизонты подземных вод, как пресных, так и минеральных (табл. 1).

Таблица 1

Палеозойские отложения Поценья

Система

Отдел

Ярус

Горизонт

Типичные породы

Мощность, м

Каменно-угольная

Нижний

Визейский

Тульский

Бобриковский

Массивные известняки

Сланцеватые глины

25–30

2–5

Турнейский

Малевский

Заволжский

Данковский

Глины и известняки

Глинистые доломиты с углистыми прослоями

Известняки и доломиты

24

до 40

30–40

Фаменский

Лебедянский

Елецкий

Задонский

Известняки, мергели, глины, доломиты

Светло-серые известняки

Известняки, мергели, глины

20–30

до 100

5

Девонская

Верхний

Франский

Ливенский

Евлановский

Воронежский

Бурегский

Семилукский

Саргаевский

Кыновский

Старооскольский

Доломитизированные известняки

Известняки, мергели

Известняки, мергели

Глины и ракушняки

Известняки, мергели, глины

Известняки

Глины, алевролиты и песчаники

Песчаники, алевролиты, глины, песок, мергели

48

53

до 62

8

38–40

20

более 140

более 90

Средний

Живетский

Наровский

Пярнуский

Ангидриды, глины, песчаники, доломиты, известняки

более 100

Меловые отложения представлены в основном морскими желтовато-серыми с прослойками глин, опок, песчаников кварцевыми песками. Эти породы встречаются почти не всей территории области, мощность их также увеличивается к востоку. Меловые породы вскрываются реками – Вороной, Цной, а на востоке – даже оврагами и балками.

Также широко представлены неогеновые пески, серые глины. Они откладывались в мелководном море, в долинах и дельтах тогдашних рек, лагунах.

Все главные и второстепенные водоразделы, а также террасы и поймы рек сложены четвертичными породами. Особую роль среди них играют ледниковые отложения.

В середине четвертичного периода территория области подверглась одному или двум оледенениям. В среднем слой ледниковых отложений достигает 10–15 м толщины, но в отдельных местах увеличивается до 40–70 м. На водоразделе Польного Воронежа, Матыры и Сухой Липовицы и сейчас заметна гряда из песков, оставленных ледником (Суренская озоновая гряда). Тающий ледник оставил след в виде широких полос песков (зандров) в долинах рек Воронежа и Вороны. В долине реки Цны, имеющей сток на север и подпруженной при таянии ледника, откладывались слоистые пески и глины – аллювиально-озерные отложения (табл. 2).

Тонкие глинистые частицы дали начало светло-коричневым и палевым лессовидным суглинкам, которые залегают у самой поверхности слоем 3–5 м. При таянии ледника и позднее образовались песчаные и суглинистые террасы рек, а в современную эпоху идет формирование аллювия на днищах долин, образование делювия на склонах. Интенсивно происходит процесс почвообразования, накопление торфа в болотах.

Рельеф

Средняя высота Тамбовской равнины низменности 140 м. Высшая точка 218 м над уровнем моря лежит в междуречье рек Цны и Челновой. Самые низкие отметки наблюдаются в долинах рек Воронежа – 11 м, Вороны – 98 м, Цны – 83 м.

Область характеризуется господством флювиальных (эрозионно-аккумулятивных) форм рельефа. Небольшие перепады высот, преобладание тектонических опусканий, молодость рельефа обусловили небольшую расчлененность поверхности реками, балками и оврагами. В бассейне реки Воронежа глубина речных долин достигает 20–40 м, балок – 4–10 м, а в бассейне рек Цны и Вороны речные долины имеют глубины 60–70 м, крупные балки – 15–20 м. То есть, степень горизонтального и вертикального расчленения увеличивается с запада на восток.

Таблица 2

Четвертичные отложения Поценья и связанные с ними полезные ископаемые

Основные подразделения

Горизонты плейстоцена

Долины Цны и ее притоков

Водоразделы (включая овражно-балочные системы)

Голоцен

Современный

Аллювий поймы (возможны бетонные пески). Болотные отложения (возможны минеральные краски)

Современная почва, делювий, пролювий (суглинки, пески),овражно-балочный аллювий (пески, супеси)

Верхний плейстоцен

Осташковский

Мологошекснинский

Аллювий I надпойменной террасы. Кирпично-черепичные суглинки (возможны строительные пески)

Делювиальные суглинки. Возможно использование в качестве кирпично-черепичного сырья.

Калининский Микулинский

Аллювий II надпойменной террасы. Кирпично-черепичные суглинки (возможны строительные пески

Делювиальные суглинки с погребенными почвами. Кирпично-черепичное сырье

Средний плейстоцен

Московский

Аллювий II надпойменной террасы. Аллювиально-озерные отложения IV террасы (песок, суглинок, глина)

Делювиальные и делювиально-озерные (покровные суглинки). Основное кирпично-черепичное сырье; иногда керамзитовое сырье

Одницовский

Озерные отложения – песок, глина, мергель, диатомит. Низы IV террасы. Возможны строительные пески

Погребенные делювиальные почвы и делювиальные суглинки; керамзитовое и кирпично-черепичное сырье

Днепровский

Флювиогляциальные пески надморенные; возможны строительные разности

Озерно-ледниковые надморенные глины и суглинки; кирпично-черепичное и керамзитовое

Моренные суглинки с валунами северных кристаллических пород

Подморенные флювиогляциальные пески

Подморенные озерно-ледниковые суглинки и глины

Нижний и средний плейстоцен

Окский и лихвинский

Погребенный аллювий, озерные отложения

Элювиально-делювиальные суглинки, погребенные почвы

Свыше 55 % поверхности составляют слабо и не дренированные междуречья. На западе и юге междуречья водоразделы абсолютно плоские с большим числом западин; на востоке, северо-востоке преобладают волнистые и увалистые междуречья.

Характерной формой рельефа плоскоместий являются степные западины или блюдца. В некоторых районах на западе и юге они занимают до 14,5 % площади землепользования. Размеры западин самые разнообразные. Широко распространены западины небольшие диаметром 10–30 м, глубиной 30–50 см. Менее распространены западины диаметром 100–200 м, глубиной 1–2 м, и единичны крупные блюдца диаметром до 2–3 км, глубиной 3–5 м. Форма западин чаще круглая, овальная, но встречаются западины сложных очертаний. Западины встречаются как поодиночке, так и группами, часто эти понижения образуют цепочки, вытянутые в различных направлениях. Они располагаются вдоль и вблизи ложбин стока, сосредотачиваются параллельно очень пологим склонам ближайших балок и долин рек, что указывает на существенную роль направления стока грунтовых вод в процессе образования западин. Появлению и росту блюдец способствует также высокая карбонатность покровных суглинков, повсеместная распашка плоскоместий, а также резкие колебания увлажнения почвы в разные годы.

На рассматриваемой территории встречаются редкие мореные холмы и гряды (Суренская озовая гряда). Камовые холмы беспорядочно разбросаны на междуречье Челновой и Польного Воронежа. Над совершенно плоской поверхностью они возвышаются на 18–25 м, имея сильно сглаженные вершины, очень пологие склоны. Ширина их основания достигает 1,5 км.

Эрозионные формы рельефа представлены речными долинами, балками, оврагами, ложбинами стока. Густота речной сети эрозионного расчленения на западе и на юге составляет 0,3–0,5 км/км2, и лишь в долине реки Вороны, также в некоторых левобережных районах долины реки Цны, севернее реки Челновой, расчленение достигает 0,8–0,9 км/км2. В среднем густота овражно-балочной сети составляет 0,35 км/км2.

Речные долины крупных рек расположены почти в меридиональном направлении и являются древними образованиями, заложенными еще до четвертичного периода. Они имеют хорошо развитые поймы, ширина которых увеличивается вниз по течению рек и занимает до 1/3 долины. Поймы значительно заболочены, особенно на северо-западе низменности (река Воронеж). Склоны крупных рек террасированы. Более четко террасы выражены на пологих склонах долин.

По мнению А.И. Попова, образование Окско-Донской низменности связано с медленным опусканием данного участка суши, начавшегося в палеозое и продолжавшегося очень длительное время. Это понижение служило местом накопления мощной толщи отложений как морских, так и континентальных. Основные черты равнинной поверхности данная территория приобрела после отступления нижнемелового моря. Песчано-глинистые отложения третичного и четвертичного возраста перекрыли ранее отложившиеся толщи и заполнили неровности рельефа. Сложилась однообразная равнина, отдельные участки которой отличаются характером слагающих их четвертичных отложений.

Климат

Тамбовская равнина лежит в средних широтах умеренного пояса, климат умеренно континентальный. Угол наклона солнечных лучей меняется от 61 до 13° зимой.

Низменность получает в год 94–95 ккал/см2 суммарной солнечной радиации (прямая солнечная радиация 53 ккал/см2, рассеянная солнечная радиация 41 ккал/см2). Радиационный баланс колеблется от 36 до 43 ккал/см2 в год. Средние июльские температуры меняются от +19,0 до +20,5 с юго-запада на северо-восток. Средние январские от –10 до –11,5. Господствующей воздушной массой летом и зимой является континентальный умеренный воздух – в среднем 20–25 дней в месяц. Со стороны Атлантического океана приходит морской умеренный воздух – на 3–6 дней в течение месяца. Арктический воздух зимой бывает от 1 до 3 дней. Морской тропический воздух приходит со стороны Черного и Средиземного морей, континентальный тропический воздух – со стороны азиатских пустынь. Зимой чаще отмечается воздух морской, летом – континентальный тропический воздух (от 1 до 3 дней в месяц).

На территории области выпадает от 430 до 510 мм осадков в год. Наименьшие суммы осадков – 337 мм в год, наибольшие – 735 мм. Из общего количества на холодный сезон приходится 27–32 % осадков.

Неравномерное выпадение осадков характерно для рассматриваемой территории. Она относится к полосе нейтрального и слегка недостаточного увлажнения.

Средние месячные скорости ветра составляют 3,5–4,8 м/с, но в полдень, а в отдельные месяцы и в другие часы скорость может резко возрастать, достигая 5–12 м/с и более. Характерно, что средние полуденные скорости ветра во все месяцы превышают 4,6–6,0 м/с, что может привести к выдуванию мелкозема из незащищенной почвы в течение всего года.

Поверхностные воды

Поверхностные воды Тамбовской равнины представлены реками, прудами, озерами и болотами. Реки принадлежат к бассейнам Азовского и Каспийского морей. Питание рек снежно-дождевое. Грунтовое питание их приобретает основное значение только в зимний период и к концу лета. Отличительная черта рек – маловодие. Главная причина этого явления – климат. Большая часть выпадающих атмосферных осадков испаряется, и на долю речного стока остается в среднем 125–150 мм. Также характерно неравномерное распределение стока по сезонам года. За весеннее половодье они сбрасывают 70 % годового стока, а к середине лета многие небольшие реки совсем пересыхают. Осенью сток падает до 5,9 %. Годовой сток рек увеличивается с юго-востока на северо-запад от 60 до 100 мм.

Протекает 1400 рек, из них только 8 имеют длину свыше 100 км. Они начали формироваться после таяния донского ледника (днепровское оледенение ? 200 000 лет назад) и считаются очень молодыми.

Тамбовская равнина относительно бедна озерами. Основная причина – рельеф. Здесь нет крупных замкнутых котловин. Немногочисленные озера по происхождению котловин можно разделить на три группы: пойменные, карстовые и просадочно-суффозионные.

Пойменные озера имеют незначительные размеры, встречаются в речных долинах. Наибольшее их количество находится в пойме рек Воронеж, Цна. По своему происхождению эти озера – старицы рек.

Карстовые озера имеют очень ограниченное распространение. Котловины их провального происхождения, небольшие по площади, но довольно глубокие. Распространены в области развитых девонских известняков.

Таблица 3

Элементный состав речных вод Тамбовской равнины

Компонент

Пределы колебаний

ПДК

Компонент

Пределы колебаний

ПДК

Жесткость общ.

1,8–6,9

рН

7,34–8,34

6,5–8,5

Кальций

25,6–107

180

алюминий

0,8–1,4

Магний

5,4–25,8

40

кремний

1,9–9,1

Натрий

1,7–69

120

фосфор

0,045–0,482

Железо

0–0,6

0,5

калий

1,2–12,5

50

Аммоний

0–1,58

0,39

хром (VI)

0

0,001

Щелочность

64,1–438

хром (III)

0–0,016

0,5

Хлориды

11–70,9

300

никель

0–0,007

0,01

Сульфаты

23–93,2

100

медь

0–0,025

0,001

Фториды

0–0,5

0,75

цинк

0

0,01

Нитраты

0,03–2,1

9

мышьяк

0–0,0016

0,05

Нитриты

0–0,23

0,02

свинец

0

0,03

Сухой остаток

173–702

     

Просадочно-суффозионные озера встречаются на плоских степных водоразделах и представляют собой наиболее глубокие степные западины, заполненные водой в течение всего лета. Глубина их редко превышает 1,0–1,5 м. В сухое лето многие из них превращаются в низинные болота.

Кроме этих трех групп, имеются озера и другого происхождения (озера в котловинах выдувания по песчаным надпойменным террасам). Но все они не играют какой-либо заметной роли в формировании ландшафта Тамбовской равнины.

Важным гидрологическим элементом на данной территории являются пруды. Эти искусственные водоемы в некоторой степени восполняют бедность района озерами. Пруды устраивают в верховьях балок и рек путем перегораживания последних плотинами.

В условиях отсутствия избытка влаги и расчлененного рельефа болота занимают очень ограниченную площадь. Как рассчитал А.П. Курдов, степень заболоченности колеблется по разным бассейнам рек от нескольких десятых до 1,5–2,0 %. Основная масса болот связана с поймами рек. Своеобразный тип болот представляют черноольховые трясины по притеррасным понижениям. Болота можно встретить также в днищах балок в местах выхода родников, а также «висячие» болота, существующие благодаря постоянному переувлажнению почв склонов грунтовыми водами.

По способу питания и характеру растительности подавляющая масса болот относится к типу низинных. Верховые болота со сфагновыми мхами составляют большую редкость и являются реликтовыми образованиями.

Возраст болот различный: от нескольких десятков лет до тысячелетий. Старые болота превратились в торфяники, поверхность которых покрыта молодыми болотами, заросла ольхой, или стала лугом.

Подземные воды

Изучение подземных вод на изучаемой территории началось в сороковые годы двадцатого века, под руководством профессора А.А. Дубянского. На территории Тамбовской равнины подземные воды приурочены к четвертичным, неогеновым, палеогеновым, меловым, юрским, каменноугольным и девонским отложениям. Особенно большие запасы воды находятся в известняках девона и песках мела. Под термином «подземные воды» применительно к рассматриваемой территории понимают первый от поверхности водоносный горизонт: напорный или безнапорный. Местами он изолирован водоупором от атмосферы, а в большинстве случаев прикрыт лишь суглинками или песками.

На территории Тамбовской равнины наблюдается от 3 до 5 подземных водоносных слоев. Они располагаются на глубинах от 4 метров до 600–800 м. Верхние горизонты залегают в морене и подморенных суглинках. Водоносный слой характеризуется малой мощностью и небольшими запасами воды. Дебит скважин даже при откачке составляет 7–11 м3/ч. Воды верхнего водоносного горизонта содержат соли кальция, железа, натрия и др. Ниже залегают водоносные слои в нижнемеловых и частично юрских отложениях. Температура воды постоянная в течение года (+10, +8). Воды нижнего мела имеют повышенную минерализацию, иногда они солоноватые. Наибольшей мощности, до 50–70 м, достигают водоносные горизонты в девонских известняках, песках, глинах. Дебит скважин – 150–160 м3/ч, в 10 раз больше, чем в верхних горизонтах, минерализация небольшая. Большое количество солей железа делает воду жесткой.

Таблица 4

Характеристика основных водоносных горизонтов

Наименование водоносного горизонта

Водовмещающие породы

Глубина залегания, м

Мощность, м

Химический состав

Минерализация, г/л

Запасы, тыс. м3/сут

Неоген-четвертичный

песок мелко- и среднезернистый

0–11

15–30

гидрокарбонатно-кальциево-магниевый

0,4

158

Неокомаптский

песок мелко- и среднезернистый

15–45

15–40

гидрокарбонатно-кальциевый

0,3–0,65

8,5

Лебедяно-Задонский

известняк

5–330

40–70

гидрокарбонатно-кальциевый

0,2–0,3

60,13

Елецко-Задонский

известняк

0–65

22–55

гидрокарбонатно-кальциевый

0,4–0,6

530,62

Евлановско-Ливенский

известняк

65–92

18–25

гидрокарбонатно-кальциевый

0,4–0,6

41,25

Основные закономерности динамики подземных вод в значительной степени определяются орогидрографическими чертами территории, которые обуславливают особенности разгрузки подземных вод в существующую гидрографическую сеть и питание их атмосферными осадками. В связи с этим в условиях умеренного климата зеркало подземных вод в сглаженном виде отражает черты современного рельефа.

На западе на снижение уровня подземных вод влияет долинно-балочная сеть и особенно долина р. Оки, за счет чего отметки пьезоизогипс снижаются до 150 метров абсолютной высоты. На этой площади намечается значительное количество куполов растекания.

На данной территории известно несколько скважин, дающих лечебную минеральную воду (Никольское, Инжавино, Моршанск). Они относятся к типу железисто-щелочных. Вода прозрачная, бесцветная с сероводородным запахом. Температура ее 7,9–9 °С. Используется для лечения органов пищеварения и движения, нервной системы.

Почвообразующие породы и почвы

Систематическое изучение почв на территории Тамбовской равнины было положено Докучаевым. С 1916 года изучением почв Тамбовской губернии занимался Г.М. Тумин, который на ее территории выделил все виды чернозема, кроме южного. По данным современных почвенных обследований, выполняемых проектно-изыскательскими центрами основную площадь, занимают мощный и выщелоченный черноземы. Они залегают самостоятельными подзонами переходящими одна в другую. В пашне эти черноземы занимают 95 % площади. Серые лесные, лугово-черноземные, солонцеватые пойменные почвы распространены на 5 % пашни. Микроэлементный состав почв приведён в табл. 5, 6, 7.

Самыми распространенными почвообразующими породами являются четвертичные отложения. Они плащеобразно прикрывают коренные породы, залегая на отложениях девона, юры, меловых и третичных. Четвертичные отложения представлены глинами, суглинками, супесями и песками ледникового, элювиального, делювиального и аллювиального происхождения. Содержание микроэлементов в почвообразующих породах исследуемой территории, мг/кг абс. сухого вещества приведено в табл. 8.

В главе о климате отмечался нейтральный баланс влаги, характерный для Окско-Донской низменности. Как правило, в Окско-Донской низменности, влаги недостаточно для сплошного протачивания почвы на протяжении всего года. Сильное увлажнение почвы наблюдается только поздней осенью и ранней весной. Летом, вследствие усиленного испарения с поверхности почвы и транспирации растительностью, влажность почвы резко снижается.

Преобладание карбонатных лессовидных суглинков в качестве почвообразующих пород способствует накоплению перегноя в черноземах. Наличие карбонатов кальция в этих почвах предохраняет почвенный перегной от вымывания, закрепляет его в почве.

На формирование черноземов влияют два противоположно направленных процесса: вынос бикарбонатов кальция и других растворимых продуктов почвообразования под влиянием промывания почвы и перегнойно-аккумулятивный процесс, обогащающий почву гумусом.

Таблица 5

Валовая и подвижная форма содержания микроэлементов в горизонте А1(Аn) черноземов исследуемой территории

Элемент

Выщелоченные

Типичные

средн. (1)

пределы

колебаний (1)

средн. (1)

пределы колебаний (1)

Бор

anikina01.wmf

anikina02.wmf

anikina03.wmf

anikina04.wmf

Марганец

anikina05.wmf

anikina06.wmf

anikina07.wmf

anikina08.wmf

Кобальт

anikina09.wmf

anikina10.wmf

anikina11.wmf

anikina12.wmf

Медь

anikina13.wmf

anikina14.wmf

anikina15.wmf

anikina16.wmf

Цинк

anikina17.wmf

anikina18.wmf

anikina19.wmf

anikina20.wmf

Молибден

anikina21.wmf

anikina22.wmf

anikina23.wmf

anikina24.wmf

Йод

anikina25.wmf

anikina26.wmf

anikina27.wmf

anikina28.wmf

Примечания: цифры, приведенные в скобках, обозначают 1 – мг/кг абс. сухой почвы; верхняя строка – содержание валовой формы, нижняя – подвижной.

Таблица 6

Содержание микроэлементов в горизонте А1(Аn) лугово-черноземных, пойменных луговых и серых лесных почв исследуемой территории

Элемент

Лугово-Черноземные

Пойменные Луговые

Серые Лесные

средн. (1)

пределы колебаний (1)

средн. (1)

пределы колебаний (1)

средн. (1)

пределы колебаний (1)

Бор

anikina29.wmf

anikina30.wmf

anikina31.wmf

anikina32.wmf

anikina33.wmf

anikina34.wmf

Марганец

anikina35.wmf

anikina36.wmf

anikina37.wmf

anikina38.wmf

anikina39.wmf

anikina40.wmf

Кобальт

anikina41.wmf

anikina42.wmf

anikina43.wmf

anikina44.wmf

anikina45.wmf

anikina46.wmf

Медь

anikina47.wmf

anikina48.wmf

anikina49.wmf

anikina50.wmf

anikina51.wmf

anikina52.wmf

Цинк

anikina53.wmf

anikina54.wmf

anikina55.wmf

anikina56.wmf

anikina57.wmf

anikina58.wmf

Молибден

подвижн.

0,3

0,16–0,46

0,42

0,2–0,63

0,32

0,32

Примечания: цифры, приведенные в скобках, обозначают 1 – мг/кг абс. сухой почвы; верхняя строка – содержание валовой формы, нижняя – подвижной, относительная подвижность – в % от валового значения.

Таблица 7

Валовое содержание редких и рассеянных элементов почв исследуемой территории, мг/кг абс. сухой почвы

Элемент

Почвы исследуемой территории

пределы колебаний – черноземы

пределы колебаний – серые лесные почвы

Берилий

1–1,7

1

Титан

3200–6400

650–5000

Ванадий

52–130

30–70

Хром

39–122

25–74

Никель

18–60

10–36

Стронций

55–145

45–69

Цирконий

220–640

270–550

Барий

400–690

300–540

Таблица 8

Содержание микроэлементов в почвообразующих породах исследуемой территории, мг/кг абс. сухого вещества (верхняя строка – содержание валовой формы, нижняя – подвижной)

Элемент

Лессовидные суглинки

Лессовидные глины

пределы

среднее

пределы

среднее

Бор

anikina59.wmf

anikina60.wmf

anikina61.wmf

anikina62.wmf

Кобальт

anikina63.wmf

anikina64.wmf

anikina65.wmf

anikina66.wmf

Медь

anikina67.wmf

anikina68.wmf

anikina69.wmf

anikina70.wmf

Цинк подвижный

0,01–0,15

0,08

0,02–0,25

0,12

Молибден подвижный

0,24–0,43

0,34

0,27

Интенсивность указанных процессов изменяется вслед за климатическими условиями в направлении с северо-запада на юго-восток. Процессы выноса достигают максимума на северо-западе; при движении на юго-восток они быстро ослабевают. Перегнойно-аккумулятивный процесс проявляется по другому: максимального развития он достигает в полосе типичных тучных черноземов, ослабевая отсюда как на северо-запад, где преобладают процессы выноса, так и на юго-восток где развитию его мешают сухость климата, меньшая густота травостоя и т.д.

Генетические связи почвенного покрова с рельефом и климатом отражены Адерихиным (1961) в почвенно-климатическом районировании ЦЧО. Им выделен ряд почвенных полос. На Окско-Донской низменности тучными черноземами покрыта вся Тамбовская область и северная половина Воронежской. Северная граница тучных черноземов проходит на Средне-Русской возвышенности около 52° с.ш., а на Окско-Донской низменности она переходит за 53° 30? с.ш.

Содержание перегноя в тучных черноземах от 8 до 12 %. Общая мощность перегнойного горизонта достигает 100–120 см. Они обладают мелкозернистой структурой, черной окраской. Процессы выноса углекислого кальция ослаблены.

В полосе типичных тучных черноземах на плоских слабо дренированных водоразделах Тамбовской равнины появляются солоди и изредка солонцы, связанные с близким залеганием грунтовых вод. Солоди разбросаны небольшими пятнами по степным западинам. Характерной их особенностью служит резко выраженный уплотненный (солонцеватый) горизонт, содержащий поглощенный натрий и распадающийся на столбчатые отдельности.

На плоских не дренированных междуречьях по суглинистым надпойменным террасам рек, где подземные воды залегают на глубине 2–4 метра, образуются лугово-черноземные почвы. От типичных и выщелоченных они отличаются повышенной увлажненностью нижней половины профиля за счет капиллярного поднятия влаги от грунтовых вод в верховодки и наличие железистомарганцовых скоплений. Содержание гумуса в пахотном слое достигает 10–13 %, а с глубиной заметно снижается.

Серые лесные почвы распространены под сохранившимися широколиственными лесами, а также под пашней, вышедшей из под леса. По цвету, плодородию, мощности гумусового слоя и содержанию гумуса серые лесные почвы делятся на светло-серые, серые и темно-серые.

Светло-серые почвы содержат до 3 % гумуса, бедны азотом. Серые лесные почвы содержат гумуса 2–3 %, гумусовый горизонт достигает 25–35 см. Темно-серые лесные почвы имеют мощность гумусового слоя до 50–60 см, содержание гумуса – 3,3 %, более тяжелый механический состав, по плодородию приближаются к черноземам.

Содержание в почвах и почвообразующих породах области цинка, молибдена, кобальта, марганца, меди, бора, йода, алюминия, лития, серы, железа, никеля (в основном в подвижных форм) изучалось с 60-х годов двадцатого века сотрудниками местных научно-исследовательских и учебных учреждений – Плодоовощного института им. И.В. Мичурина, областной проектно-изыскательской станции химизации сельского хозяйства, Тамбовского института химического машиностроения, Мичуринского педагогического института, ВНИИ садоводства. Исследования велись главным образом с применением микроудобрений.

Большую работу, по изучению в почвах и породах ЦЧО, содержания валовых и подвижных форм цинка, молибдена, кобальта, марганца, меди, бора, йода, алюминия, валовых – бериллия, титана, ванадия, хрома, никеля, галлия, стронция, циркония, олова, бария, свинца проводили с 60-х годов сотрудниками МГУ, МГПИ им. В.И. Ленина, Воронежского университета.

Содержание микроэлементов в почвах Окско-Донской низменности выше, чем в почвах Средне-Русской возвышенности. Для черноземов типично равномерное распределение микроэлементов по профилю, оптимальное содержание кальция, кобальта, меди, йода и местами недостатком фтора. Почвы нейтральные, слабощелочные. Эндемическое увеличение щитовидной железы и зоб встречаются у животных на серых лесных почвах, и на выщелоченных черноземах.

Нынешнее состояние почв равнины, в частности гумусового слоя, характеризуется потерей качества. За последние 80–100 лет потери гумуса составили 25 % от исходного.

Растительность

Тамбовская равнина располагается в лесостепной зоне, для которой характерны широколистные леса и луговые разнотравно-злаковые степи на плоских и волнистых междуречьях. На данной территории нет ни одного участка целинных степей, нет и старых залежей. Облик степей и лугов, сохранившихся по балкам и склонам речных долин, сильно изменен хозяйственной деятельностью человека.

Более 78 %территории составляют сельскохозяйственные угодья, из которых 66 % – пашня; около 2,5 % приходится на земли городов, поселков, дороги и другие участки, где естественная растительность уничтожена или заменена культурной.

Леса занимают на данной территории 427 тыс. га (сюда включены и почвенные полосы). Распределение лесов по территории крайне неравномерно, в основном они находятся в долинах рек.

Основными типами леса являются сосняки, дубравы, березняки, осинники и ольшаники. На другие типы насаждений приходится только 2 % площади.

Сосняки занимают 33 % лесопокрытой поверхности, более 60 % сосновых лесов создано руками человека. Широкое распространение серых лесных и дерновых слабооподзоленных почв способствует хорошему развитию сосняков.

Дубравы занимают 14,6 % или 60 тыс. га. Они характерны для речных пойм; а также для междуречий с глинистыми темно-серыми почвами. 13 % всех дубовых лесов – искусственные посадки. Отдельными урочищами сохранились старые, более чем столетние, дубравы в пойме реки Цны.

По заболоченным поймам произрастают ольшаники. Площадь их 16 тыс. га или 4 %. Микроэлементный состав растений исследуемой территории приведён в табл. 9.

Березняки и осинники занимают 90 тыс. га, или около 22 % площади лесов. Почти всюду они – вторичные леса, выросшие после вырубки сосняков и дубрав.

Однако в кустах по западинам, а также на поймах осиновые леса являются коренными. «Осиновые кусты» связаны с солонцами, они усиливают дренаж и рассоление почв. Являются характерным типом растительности для Тамбовской равнины.

Массовая посадка лесополос началась в 1949 году. Наибольшие площади в них занимают береза, дуб, тополь, ясень. После засухи лета 2010 г. многие берёзы в лесополосах погибли.

Луговая растительность распространена по поймам рек, крупных балок, среди лесов и на опушках. Луга отличаются преобладанием влаголюбивых трав и высокой их урожайностью. По гривам и прирусловым валам преобладают разнотравно-злаковые луга с мятликом луговым, костром прямым и безостым, овсяницей красной, клевером белым, лапчаткой серебристой и другими.

Таблица 9

Содержание микроэлементов в растениях исследуемой территории

Элемент

Минимум

Образец

Максимум

Образец

Медь

0,74

0,83–1,16

1,5

санаж овса

зеленая масса трав

сено луговых трав, зерно овса

12,22

солома гороха

Цинк

0,96

1,32

5,13

6,64

силос кукурузный

сенаж овса

зеленая масса злаковых трав

сено многолетних трав

12,62

солома озимой пшеницы

Марганец

5,88

8,08

барда

сено люцерны

93,16

71,7

травяная мука вики с овсом, травяная мука суданки

Железо

25,22

39,3

силос подсолнечника

зерно овса

1130,7

травяная мука

Кобальт

0,035

сено тимофеевки

0,915

зерно гороха

Для ровных участков центральной поймы характерны среднеувлажненные разнотравно-злаковые луга с полевицей собачьей, овсяницей луговой, лисохвостом луговым, несколькими видами клевера, подмаренником настоящим.

На низкой притеррасной пойме господствуют сырые осоково-злаковые луга с мятликом болотным, лисохвостом, осоками.

Болотная растительность развивается по понижениям в притеррасной пойме, на заросших озерах, по берегам рек. Большие площади занимают осоко-пушицевые и осоко-тростниковые болота. Был исследован сапропель озера Ильмень Уваровского района, он содержит, мг/кг сухого вещества, железа – 800, марганца – 310, цинка – 16,5, меди – 12, хрома – 1,6, молибдена – 1,46, а также йод, кобальт, бор.

Водная растительность развивается по мелководьям рек, озер-стариц, образуя несколько параллельных полос. У берега растут осока, лютик болотный, сусак зонтичный, калужница болотная, манник болотный. Далее располагается полоса тростника, рогоза, камыша, за нею – полоса телореза, кувшинок, а затем рдестов, роголистника, элодеи канадской, водокраса.

Районирование Тамбовской равнины

Важнейшим фактором, определяющим ландшафт, является климат. Изменение климата с северо-запада на юго-восток в сторону усиления континентальности обуславливает соответствующую перестройку в почвенном покрове и растительности. Лесостепная ландшафтная зона сменяется на юго-востоке безлесной степной.

В лесостепной зоне выпадает больше атмосферных осадков, лето не такое жаркое, как в степях, суховеи сравнительно редки. Баланс влаги на севере лесостепи приближается к нейтральному, а у южных границ зоны становится неблагоприятным. Лес чередуется степью. Среди распаханных полей растут дубравы и рощи «осиновых кустов». В прошлом, на месте полей, произрастали луговые степи.

В почвообразовании большую роль играют процессы выноса. С уменьшением его интенсивности происходит смена почв от серых оподзоленных на севере зоны до мощных тучных черноземов на юге. Животный мир, как и растительный, представлен степными и лесными видами (белка, заяц-русак, куница, волк, заяц-беляк, суслик, дрофа).

Основные особенности ландшафта провинции определяются ее понижением на плоской низменной равнине с абсолютными высотами водоразделов от 150 до 180 метров. Однообразие рельефа нарушается речными долинами, секущими равнину в юго-западном направлении. Речные долины, исключительно равнинны. На низменных левобережьях рек находятся пески аллювиального и водно-ледникового происхождения. Четвертичные отложения в виде морены, аллювия, водно-ледниковых песков и делювиальных суглинков достигают большой мощности и покрывают сплошным слоем коренные породы. На плоских водоразделах, сложенных рыхлыми осадками получают широкое распространение суффозионные процессы, и как проявление их, – западинные формы рельефа.

Ослабление эрозионных процессов в сочетании со сплошным и мощным покровом четвертичных наносов позволяет рассматривать лесостепную провинцию Окско-Донской низменности в качестве области накопления минерального вещества, так как ослабление процессов выноса в почвообразовании, усиливает перегнойно-аккумулятивный процесс. Вследствие этого, вся территория провинции одета мощными тучными черноземами с высоким содержание перегноя. Ослабление процесса выноса сопровождается в провинции появлением засоленных почв – солодей и солонцов.

Помимо рельефа, в сторону усиления перегнойно-аккумулятивного процесса воздействуют на почвы особенности климата. Зима на Тамбовской равнине холоднее и продолжительнее, чем в Средне-Русской возвышенности, а лето, наоборот теплее. Количество атмосферных осадков уменьшается; годовая сумма колеблется от 450 до 500 мм. Бывают и суховеи. Климат и рельеф Тамбовской равнины в целом неблагоприятны для произрастания лесов. Только по крутым правобережьям рек встречаются дубравы и сосновые боры на песках надпойменных террас.